Wälder nehmen kontinuierlich Kohlendioxid (CO₂) auf, das wichtigste Treibhausgas der Atmosphäre. Bedingt durch Klimaschwankungen variiert diese Aufnahme allerdings von Jahr zu Jahr. Denn während manche Wälder recht konstant CO₂ umsetzen, reagieren andere eher wechselhaft und instabil gegenüber Klimaänderungen. Ein Forscherteam unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena fand nun zwei wesentliche Faktoren, die hierbei eine Rolle spielen: Je älter die Waldbestände und je größer deren Artenvielfalt, desto konstanter und stabiler ist ihre Fähigkeit, CO₂ aufzunehmen. Die Ergebnisse beruhen auf Datensätzen von 50 weltweit verteilten Wäldern unterschiedlicher Klimazonen.
Kohlendioxid wirkt in der Atmosphäre als Treibhausgas und trägt zur Erwärmung der Erdoberfläche bei. Pflanzen nehmen atmosphärisches Kohlendioxid durch Photosynthese auf, sie nutzen den gewonnenen Kohlenstoff zum Aufbau von Biomasse. Einen Teil des Kohlendioxids geben sie durch Atmung wieder ab. Insgesamt nehmen Pflanzen, insbesondere Wälder, weltweit mehr CO₂ aus der Atmosphäre auf, als sie wieder abgeben. Sie kompensieren dadurch teilweise die durch Menschen verursachten Emissionen.
Doch diese Aufnahmefähigkeit der Landpflanzen unterscheidet sich von Jahr zu Jahr sehr stark. Sie wird auch durch Schwankungen und Extremereignisse des Klimas beeinflusst. Auf der Suche nach den daran beteiligten Umweltfaktoren analysierte das Forscherteam Datensätze von über 50 weltweit verteilten Waldgebieten. Sie prüften dabei verschiedene Hypothesen und mögliche Ursachen, die die jährlichen Variationen der CO₂-Aufnahme der Wälder abpuffern. Langzeitmessungen von CO₂-Flüssen, Wetterdaten, Angaben zur Artenvielfalt und den Pflanzeneigenschaften, zum Alter der Bäume sowie ihrer Nährstoffverfügbarkeit gehörten zu den untersuchten Eigenschaften. „Wie stabil die Aufnahmefähigkeit der Wälder für CO₂ ist, wird im Wesentlichen durch ihr Alter und ihren Artenreichtum bestimmt“, fand die Erstautorin der Studie, Talie Musavi, heraus. Wobei das Alter der Wälder wichtiger ist als der Artenreichtum.
„Diese Erkenntnis beeinflusst auch unser Verständnis des globalen Kohlenstoffkreislaufs und seiner Widerstandsfähigkeit gegenüber Klimaschwankungen. Wir müssen jetzt zum Beispiel untersuchen, ob diese Effekte auch in Klimamodellen des Weltklimarats abgebildet sind.“, sagt Professor Dr. Markus Reichstein, Koautor der Studie und Direktor am Max-Planck-Institut für Biogeochemie.
Hinzu kommt, dass unsere Erde stark durch menschliche Aktivitäten geprägt wird. Viele Ökosysteme der Landoberfläche werden durch Ausbeutung natürlicher Ressourcen stark verändert. Alte Wälder und deren Artenreichtum zu bewahren, sollte daher helfen, die Auswirkungen von Klimaschwankungen auf die Waldökosysteme der Erde zu verringern. Alte Wälder bedecken derzeit etwa 15% der gesamten Erdoberfläche.
Die Studie resultiert aus dem europäischen BACI-Projekt (Biosphere-Atmosphere Change Index), einem durch das Horizon2020-Programm der Europäischen Union geförderten Netzwerk. „ Mit dem BACI-Projekt wollen wir das Verständnis verbessern, wie unsere Ökosysteme mit der Atmosphäre interagieren“, erläutert Dr. Miguel Mahecha, der das Projekt am MPI für Biogeochemie koordiniert, und ergänzt „zu diesem Zweck analysieren wir eine Vielzahl von sehr heterogenen Datenströmen, unter anderem aus Fernerkundung, Langzeitmessungen und Biodiversitätsexperimenten.“ (Max-Planck-Institut)